سیاراتی که خود را کوچک می‌کنند!

ستاره‌شناسان گزارش داده‌اند که هوای اطراف چند سیاره فراتر از منظومه شمسی ما به فضا نشت می‌کند و باعث کوچک‌تر شدن این سیاره‌ها می‌شود. به گفته آنها، جو این سیارات آن طور که انتظار می‌رود توسط بادهای تند ستاره‌های آنها منفجر نمی‌شود، بلکه توسط خود آنها از بین می‌رود.

روزانه حدود ۹۰ تن هوا از لایه محافظ زمین که مسئول حفاظت از حیات است، به فضا فرار می‌کند زیرا جو سیاره ما توسط خورشید گرم می‌شود. در هر حال، دانشمندان معتقدند که با این سرعت بسیار آهسته، حداقل ۱۵ تریلیون سال طول می‌کشد تا سیاره ما کاملا از جو خود خالی شود. بنابراین، جای نگرانی وجود ندارد.

با وجود این، یک پژوهش جدید نشان می‌دهد که چند سیاره فراخورشیدی که برخی از آنها بزرگ‌تر از زمین اما کوچک‌تر از نپتون هستند، در واقع اتمسفر خود را از طریق فرآیندی به نام «از دست دادن جرم با انرژی هسته‌ای» دور می‌کنند. پژوهشگران معتقدند که این مکانیسم می‌تواند یک سیاره پف‌کرده موسوم به «زیرنپتون» را تا اندازه یک اَبَرزمین سنگی کوچک کند. با این اطلاعات، ستاره‌شناسان می‌گویند اکنون داده‌های کافی را برای توضیح دادن این موضوع در اختیار دارند که چرا سیارات فراخورشیدی با اندازه‌های حدود ۱.۵ تا دو برابر زمین را نمی‌بینند.

«جسی کریستینسن»(Jessie Christiansen) دانشمند «مؤسسه فناوری کالیفرنیا»(Caltech) و پژوهشگر ارشد این پروژه گفت: دانشمندان سیارات فراخورشیدی اکنون داده‌های کافی دارند تا بگویند این شکاف اتفاقی نیست. چیزی در حال وقوع است که سیارات را از رسیدن به این اندازه یا ماندن در این اندازه باز می‌دارد.

این گروه پژوهشی حدس می‌زنند که چیزی از اعماق این سیارات زیرنپتون، به ویژه هسته‌های داغ آنها می‌تابد که اتمسفر را از بین می‌برد. کریستینسن گفت: این تشعشعات از زیر به جو فشار می‌آورند.

یک نظریه جایگزین(اما بعید) برای این زیرنپتونی‌ها، پدیده‌ای به نام «تبخیر نوری»(Photoevaporation) است که در آن جو سیاره به دلیل تابش یک ستاره منفجر می‌شود؛ گویی یک سشوار به یک مکعب یخ حرارت می‌دهد. در هر حال، احتمالا این راه حل معمای مد نظر نیست زیرا تصور می‌شود که این فرآیند در ۱۰۰ میلیون سال اول تولد یک سیاره رخ می‌دهد. این در حالی است که پژوهش جدید، زیرنپتون‌های بسیار قدیمی‌تر را تجزیه و تحلیل می‌کند.

کریستینسن و همکارانش، داده‌های سیاره فراخورشیدی را که توسط ماموریت «کپلر ۲»(Kepler ۲) ناسا جمع‌آوری شده بودند، تجزیه و تحلیل کردند. این گروه پژوهشی به دنبال زیرنپتون‌هایی بودند که در دو خوشه ستاره‌ای به دور ستاره‌ها می‌چرخند. یکی از آنها «خوشه کندوی عسل»(Beehive cluster) است که میزبانی حدود ۱۰۰۰ ستاره را بر عهده دارد و خوشه «قلائص»(Hyades) که میزبان حدود ۵۰۰ ستاره است و سر گاو را در صورت فلکی «گاو»(Taurus) تشکیل می‌دهد. آنها به ترتیب ۶۰۰ میلیون سال و ۸۰۰ میلیون سال دارند.

دانشمندان دریافتند که در این محدوده سنی تقریبا همه ستارگان دارای زیرنپتون‌هایی هستند که جوی به دور آنها می‌چرخد. جو آنها نشان می‌دهد که تبخیر نوری رخ نداده است؛ وگرنه تا به حال کاملا جو خود را از دست داده ‌بودند.

با وجود این، سیارات اطراف ستارگان با بیش از ۸۰۰ میلیون سال قدمت در پایگاه داده کپلر ۲، تنها ۲۵ درصد زیرنپتون‌ها را در مدار خود نشان دادند. پژوهش جدید استدلال می‌کند از آنجا که سن بالاتر آن ستارگان نزدیک به بازه زمانی یک میلیارد سال است که انتظار می‌رود از دست دادن جرم هسته‌ای در آن رخ داده باشد، مکانیسم مرتبط با فشار هسته احتمالا دلیل فرار جوی در این سیارات است.

کریستینسن گفت: در هر صورت، اگر جرم کافی وجود نداشته باشد، سیاره جو خود را از دست می‌دهد و کوچک می‌شود.

این پژوهش در «The Astronomical Journal» به چاپ رسید.